DE69319793T2 - Device for recording / reproducing a video signal - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Sachgebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät, das zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines digitalen Informations-Signals, wie beispielsweise eines digitalen Video-Signals, das in seiner Informationsmenge komprimiert und in der Bandbreite reduziert ist, geeignet ist.The present invention relates to a digital signal recording and reproducing apparatus suitable for recording and reproducing a digital information signal, such as a digital video signal, which is compressed in information amount and reduced in bandwidth.

2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the state of the art

Das Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät, wie beispielsweise ein digitaler Video-Bandrecorder (digitaler VTR), zum Aufzeichnen und Wiedergeben digitalisierter Video-Signale ist zur professionellen Verwendung entwickelt worden, da er in der Verschlecherung der aufgezeichneten und wiedergegebenen Video-Signale aufgrund eines Nachsynchronisierens verglichen mit dem Analog-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät gering ist. Die digitalisierten Video-Informationen sind allerdings in der Menge der Informationen umfangreich und eine immense Menge an Band wird zum Aufzeichnen der Informationen verbraucht. Für eine Konsumer-Benutzung ist deshalb ins Auge gefaßt worden, das digitale Video-Signal nach Komprimieren von diesem in der Informationsmenge und der Bandbreite durch ein Kodieren nach Prädiktion, DCT- (diskrete Kosinus Transformations-) Codierung, und eine Codierung mit variabler Länge aufzuzeichnen. Zum Beispiel werden die Informationen in jedem Rahmen bzw. Einzelbild des Video-Signals komprimiert, dividiert und auf aufeinanderfolgenden, mehreren Spuren eines Video-Bands aufgezeichnet. Dieses Vefahren ist zum Beispiel in "An Experimental Digital VCR with 40 mm Drum, Single Actuator and DCT-Based Bit-Rate Reduction", von S. M. C. Borgers et al., IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 34, No. 3, Seiten 597-605, August 1988, offenbart.The digital signal recording and reproducing device such as a digital video tape recorder (digital VTR) for recording and reproducing digitized video signals has been developed for professional use because it is less in the deterioration of the recorded and reproduced video signals due to dubbing compared with the analog signal recording and reproducing device. However, the digitized video information is large in the amount of information and an immense amount of tape is consumed for recording the information. For consumer use, therefore, it has been envisaged to record the digital video signal after compressing it in the amount of information and the bandwidth by predictive coding, DCT (discrete cosine transform) coding, and variable length coding. For example, the information in each frame of the video signal is compressed, divided and recorded on consecutive multiple tracks of a video tape. This technique is disclosed, for example, in "An Experimental Digital VCR with 40 mm Drum, Single Actuator and DCT-Based Bit-Rate Reduction", by S. M. C. Borgers et al., IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 34, No. 3, pages 597-605, August 1988.

Ein Wiedergabesystem in dem Verfahren wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Ein magnetisches Band 11, das eine spezifizierte Bandbreite besitzt, ist auf einen Drehzylinder 12 gewickelt und wird so gesteuert, um unter einer spezifizierten Geschwindigkeit zu laufen. Magnetköpfe 13A, 13B, die auf dem Drehzylinder befestigt sind, geben ein moduliertes Video-Signal 210 wieder, das auf dem Magentband 11 aufgezeichnet ist. Ein Demodulator 201 demoduliert das modulierte Video-Signal 210, um ein komprimiertes Video-Signal 211 zu produzieren. Ein Dekompressor 202 dekomprimiert das komprimierte Video-Signal 211, um ein digitales Video-Signal 213 zu produzieren. Ein Rahmenreferenzsignal 212 von einem Referenzsignalgenerator 204 wird in den Dekompressor 202 zugeführt und die Einsetzposition einer Zeitreferenz (zum Beispiel eine vertikale Synchronisierzeitabstimmung) des Rahmens des digitalen Video-Signals 213 wird bestimmt. Ein DA- (Digital-Analog-) Wandler 203 wandelt das digitale Video-Signal 213 in ein analoges Video-Signal 214.A reproducing system in the method is explained with reference to Fig. 1. A magnetic tape 11 having a specified tape width is wound on a rotary cylinder 12 and is controlled to run at a specified speed. Magnetic heads 13A, 13B mounted on the rotary cylinder reproduce a modulated video signal 210 recorded on the magnetic tape 11. A demodulator 201 demodulates the modulated video signal 210 to produce a compressed video signal 211. A decompressor 202 decompresses the compressed video signal 211 to produce a digital video signal 213. A frame reference signal 212 from a reference signal generator 204 is fed into the decompressor 202 and the insertion position of a time reference (for example, a vertical synchronization timing) of the frame of the digital video signal 213 is determined. A DA (digital-to-analog) converter 203 converts the digital video signal 213 into an analog video signal 214.

In einem solchen konventionellen Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät (digitaler VTR) paßt sich, wenn der Modus von dem Hochgeschwindigkeits-Playback- Modus zu dem normalen Playback-Modus geändert wird, die Bandaufzeichnungsposition nicht zu einer Position entsprechend dem Rahmenreferenzsignal 212 an, und das wiedergegebene Bild wird diskontinuierlich.In such a conventional digital signal recording and reproducing apparatus (digital VTR), when the mode is changed from the high-speed playback mode to the normal playback mode, the tape recording position does not adjust to a position corresponding to the frame reference signal 212, and the reproduced image becomes discontinuous.

Zum Beispiel wird, wie in Fig. 3 (a) dargestellt ist, in der das komprimierte Video-Signal eines Rahmens dividiert und auf sechs Spuren auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet wird, wenn der Modus von dem Hochgeschwindigkeits-Playback-Modus zu dem normalen Playback-Modus geändert wird und die Spuren sequentiell in der korrekten Zeitfolge wiedergegeben werden, wie in Fig. 3 (b) dargestellt ist, die Phasenbeziehung des wiedergegebenen Rahmens mit dem Rahmenreferenzsignal 122, wie in Fig. 3 (c) dargestellt ist, nicht akkurat bestimmt. Als Folge wird aufgrund der Differenz zwischen dem Rahmenrerferenzsignal 212 und der wiedergegebenen Spurposition das sychronisierende Signal anzeigen, daß die Rahmenreferenz fehlerhaft in das Video-Signal eingesetzt ist, wobei es falsch wird, und ein korrektes Video-Signal wird nicht rekonstruiert.For example, as shown in Fig. 3 (a) in which the compressed video signal of one frame is divided and recorded on six tracks on the magnetic tape 11, when the mode is changed from the high-speed playback mode to the normal playback mode and the tracks are sequentially reproduced in the correct time order as shown in Fig. 3 (b), the phase relationship of the reproduced frame with the frame reference signal 122 as shown in Fig. 3 (c) is not accurately determined. As a result, due to the difference between the frame reference signal 212 and the reproduced track position, the synchronizing signal will indicate that the frame reference is erroneously inserted into the video signal, becoming incorrect, and a correct video signal is not reconstructed.

Um ein solches Problem zu lösen wird vorgeschlagen, die Reproduktionsposition des magnetischen Bands um einen Betrag entsprechend einer spezifischen Zahl Spuren zu verschieben, um die wiedergegebene Spurposition dem Rahmenreferenzsignal anzupassen, und zwar in der EP-A-0564234, die einen Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ darstellt. Dieses Verfahren ist allerdings von einer mechanischen Bewegung begleitet und es benötigt eine relativ lange Zeit, bis eine Übertragungsaktion der wiedergegebenen Spurposition des magnetischen Bands schließlich stabilisiert wird.To solve such a problem, it is proposed to shift the reproduction position of the magnetic tape by an amount corresponding to a specific number of tracks. to adjust the reproduced track position to the frame reference signal in EP-A-0564234, which constitutes prior art according to Art. 54(3) EPC. However, this method is accompanied by a mechanical movement and it takes a relatively long time until a transfer action of the reproduced track position of the magnetic tape is finally stabilized.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist demzufolge ein primäre Aufgabe der Erfindung, ein Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät zu schaffen, das zum Korrigieren der Einsetz-Zeitabstimmung der Rahmenreferenzzeit prompt auf eine akkurate Position hin geeignet ist.It is therefore a primary object of the invention to provide a digital signal recording and reproducing apparatus capable of correcting the onset timing of the frame reference time promptly to an accurate position.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, weist ein Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät gemäß der Errfindung zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Video-Signals, wobei jede Gruppeneinheit in den Informationen digitalisiert und komprimiert in N-Spuren (wobei N ein ganzzahliges von 4 oder mehr ist) unterteilt ist, einen Kopf zum Aufzeichnen des Video-Signals auf einem Aufzeichnungsmedium und zum Wiedergeben des aufgezeichneten Signals, eine Spurungssteuereinrichtung zum Durchführen einer Spursteuerung des Kopfs auf einer Spur, wenn wiedergegeben wird, eine die wiedergegebene Position erfassende Einrichtung zum Erfassen einer wiedergegebenen Spurposition in einer Gruppeneinheit von einem wiedergegebenen Signal von dem Kopf und zum Produzieren eines wiedergegebenen Spurpositionssignals, das die erfaßte, wiedergegebene Spurposition angibt, eine eine relative Phase erfassende Einrichtung zum Erfassen einer relativen Phase des wiedergebenen Spurpositionssignals zu einem Referenzsignal, eine Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung zum Verzögern des wiedergegebenen Signals auf der Basis der relativen Phase, die durch die die relative Phase erfassende Einrichtung erfaßt ist, um ein verzögertes, wiedergegebenes Signal zu erhalten, und eine Dekomprimiereinrichtung zum Dekomprimieren des verzögerten, wiedergegebenen Signals, um ein wiedergegebenes Video-Signal zu erhalten, auf.In order to achieve the above object, a digital signal recording and reproducing apparatus according to the invention for recording and reproducing a video signal, each group unit in the information being digitized and compressed and divided into N tracks (where N is an integer of 4 or more), comprises a head for recording the video signal on a recording medium and for reproducing the recorded signal, tracking control means for performing tracking control of the head on a track when reproducing, reproduced position detecting means for detecting a reproduced track position in a group unit from a reproduced signal from the head and producing a reproduced track position signal indicative of the detected reproduced track position, relative phase detecting means for detecting a relative phase of the reproduced track position signal to a reference signal, delay time setting means for delaying of the reproduced signal on the basis of the relative phase detected by the relative phase detecting means to obtain a delayed reproduced signal, and decompressing means for decompressing the delayed reproduced signal to obtain a reproduced video signal.

In dieser Konstitution erfaßt das Digital-Signal-Aufzeichungs- und -Wiedergabegerät der Erfindung die relative Phase des Positionssignals der wiedergegebenen Spur zu dem Referenzsignal durch die die relative Phase erfassende Einrichtung und verzögert das wiedergegebene Signal durch die die Verzögerungszeit einstellende Einrichtung in Abhängigkeit von der relativen Phase, so daß die Zeitabstimmung des Referenzsignals und des verzögerten, wiedergegebenen Signals sofort angepaßt werden kann. Als Folge wird, wenn ein digitaler VTR aus einem Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät der Erfindung aufgebaut ist, die Modus-Übertragungszeit von dem Hochgeschwindigkeits-Playback zu dem normalen Playback extrem verkürzt und die Ansprechzeit auf eine Manuipulation hin wird verkürzt, so daß die Steuerbarkeit merkbar erhöht werden kann.In this constitution, the digital signal recording and reproducing apparatus of the invention detects the relative phase of the position signal of the reproduced track to the reference signal by the relative phase detecting means and delays the reproduced signal by the delay time setting means in Dependence on the relative phase, so that the timing of the reference signal and the delayed reproduced signal can be adjusted immediately. As a result, when a digital VTR is constructed of a digital signal recording and reproducing apparatus of the invention, the mode transfer time from the high-speed playback to the normal playback is extremely shortened and the response time to manipulation is shortened, so that the controllability can be remarkably increased.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Digital-Signal-Wiedergabegeräts.Fig. 1 shows a block diagram of a conventional digital signal reproducing apparatus.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.Fig. 2 shows a block diagram illustrating an embodiment of the invention.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Betriebsweise der Erfindung.Fig. 3 shows a diagram for explaining the operation of the invention.

Fig. 4 zeigt ein Spurmusterdiagramm zum Erläutern der Betriebsweise der Erfindung.Fig. 4 shows a track pattern diagram for explaining the operation of the invention.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen wird eine Ausführungsform eines Digital- Signal-Aufzeichungs- und -Wiedergabegeräts der Erfindung im Detail nachfolgend beschrieben. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines digitalen VTR, der die Erfindung verkörpert.Referring now to the drawings, an embodiment of a digital signal recording and reproducing apparatus of the invention will be described in detail below. Fig. 2 shows a block diagram of a digital VTR embodying the invention.

Zuerst wird der Aufzeichnungsvorgang beschrieben. Ein Magnetband 11 wird zwischen einer Bandantriebsrolle bzw. einer Capstan 16, die durch einen Bandantriebsmotor 15 bzw. einen Capstanmotor angetrieben wird, und einer Klemmrolle 17 eingeklemmt und läuft unter einer Geschwindigkeit entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Bandantriebsrolle 16. Wenn aufgezeichnet wird, dreht sich die Bandantriebsrolle 16 unter einer spezifischen, konstanten Geschwindigkeit und das Band 11 läuft unter einer spezifischen, konstanten Geschwindigkeit. Magnetköpfe 13A, 13B besitzen einen unterschiedlichen Kopfspaltazimuth zueinander und sind an Positionen um 180 Grad zueinander auf einem Drehzylinder 12 befestigt. Der Umschlingungswinkel des Bands 11 um den Zylinder 12 beträgt ungefähr 180 Grad.First, the recording operation will be described. A magnetic tape 11 is clamped between a capstan 16 driven by a capstan motor 15 and a pinch roller 17 and runs at a speed corresponding to the rotational speed of the capstan reel 16. When recording, the capstan reel 16 rotates at a specific constant speed and the tape 11 runs at a specific constant speed. Magnetic heads 13A, 13B have a different head gap azimuth from each other and are mounted on a rotary cylinder 12 at positions 180 degrees from each other. The wrap angle of the tape 11 around the cylinder 12 is approximately 180 degrees.

Ein Referenzsignalgenerator 35 produziert ein Rahmenreferenzsignal 122 und ein Zylinderreferenzsignal 124. Das Rahmenreferenzsignal 122 ist, in dem Aufzeichnungsmodus, ein binäres Signal, das mit dem Rahmen des Eingangs Video-Signals 101 synchronisiert ist, und drückt den Betriebszeitabstimmungs-Standard der Aufzeichnungssystem- Signalverarbeitungsblöcke (Kompressor 22, Modulator 23), die nachfolgend erwähnt sind, aus. Das Zylinderreferenzsignal 124 ist ein Signal zum Darstellen der Rotationsreferenzsphase des Zylinders 12 und besitzt eine Triplefrequenz des Rahmenreferenzsignals 122. Der Zylinder 12 wird durch eine Zylindermotor-Steuereinheit 14 so gesteuert, um synchron zu dem Zylinderreferenzsignal 124 zu drehen. In dem Wiedergabemodus wird ein Referenztaktsignal, das von einem eingebauten Oszillator in der Frequenz dividiert wird, erhalten, um das Rahmenreferenzsignal 122 und das Zylinderreferenzsignal 124 zu erhalten.A reference signal generator 35 produces a frame reference signal 122 and a cylinder reference signal 124. The frame reference signal 122 is, in the recording mode, a binary signal synchronized with the frame of the input video signal 101 and expresses the operation timing standard of the recording system signal processing blocks (compressor 22, modulator 23) mentioned below. The cylinder reference signal 124 is a signal for representing the rotation reference phase of the cylinder 12 and has a triple frequency of the frame reference signal 122. The cylinder 12 is controlled by a cylinder motor control unit 14 so as to rotate in synchronism with the cylinder reference signal 124. In the playback mode, a reference clock signal divided in frequency by a built-in oscillator is obtained to obtain the frame reference signal 122 and the cylinder reference signal 124.

Das Eingangs-Video-Signal 101 wird in ein digitales Signal einer spezifischen Bit-Breite (zum Beispiel 8 Bit) durch einen AD- (Analog-Digital-) Wandler 21 digitalisiert.The input video signal 101 is digitized into a digital signal of a specific bit width (for example, 8 bits) by an AD (analog-to-digital) converter 21.

Das digitale Video-Signal 102 wird in einen Kompressor 22 zugeführt. Der Kompressor 22 dividert jeden Rahmen (Gruppeneinheit) des digitalen Video-Signals 102 in eine spezifische Zahl von Blöcken, von denen jeder aus einer spezifischen Zahl Pixel-Daten zusammengesetzt ist, ordnet die Blöcke innerhalb des Rahmens um und führt eine diskrete Kosinus-Transformation (DCT) und eine variable Längenkodierung durch, um dadurch die Länge an Informationen auf etwa 1/5 bis 1/10 zu komprimieren.The digital video signal 102 is fed into a compressor 22. The compressor 22 divides each frame (group unit) of the digital video signal 102 into a specific number of blocks, each of which is composed of a specific number of pixel data, rearranges the blocks within the frame, and performs a discrete cosine transform (DCT) and a variable length coding to thereby compress the length of information to about 1/5 to 1/10.

Das komprimierte Video-Signal 103 wird in den Modulator 23 zugeführt. Der Modulator 23 verarbeitet das komprimierte Video-Signal 103 durch eine bekannte Kanalcodierung, die für eine magnetische Aufzeichnung geeignet ist (zum Beispiel eine verschachtelte NRZI-Modulation, eine 8-4-Modulation, eine 8-10-Modulation). Der Modulator 23 dividiert schließlich das codierte Video-Signal 103 jeder Halbperiode des Zylinderreferenzsignals 124 entsprechend jeder Spur. Als Folge wird das codierte Video-Signal eines Rahmens in sechs Sektionen unterteilt. In jeder Sektion werden weiterhin die Informationen, die die Reihenfolge in dem Rahmen darstellen (Spurpositions-Informationen) hinzugefügt. Daneben werden durch eine digitale Bit-Modulation oder eine analoge Signal- Summation Pilotsignale jeweils, die eine erste Frequenz f1 und eine zweite Frequenz f2 besitzen, alternierend in jeden zwei Sektionen gemischt. Das Signal, das so verarbeitet ist, wird als ein moduliertes Video-Signal 104 ausgegeben.The compressed video signal 103 is fed into the modulator 23. The modulator 23 processes the compressed video signal 103 by a known channel coding suitable for magnetic recording (for example, interleaved NRZI modulation, 8-4 modulation, 8-10 modulation). The modulator 23 finally divides the coded video signal 103 of each half period of the cylinder reference signal 124 corresponding to each track. As a result, the coded video signal of a frame is divided into six sections. In each section, the information representing the order in the frame (track position information) is further added. Besides, pilot signals each having a first frequency f1 and a second frequency f2 are generated by digital bit modulation or analog signal summation. are alternately mixed in every two sections. The signal thus processed is output as a modulated video signal 104.

Wenn aufgezeichnet wird, wird der Umschaltschaltkreis eines Umschaltteils 24 mit der Seite 25A verbunden, so daß das modulierte Video-Signal 104 zu den Magnetköpfen 13A, 13B geschickt wird und auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet wird, so daß die sechs Sektionen jedes Rahmens jeweils auf sechs aufeinanderfolgenden Spuren aufgezeichnet werden.When recording, the switching circuit of a switching part 24 is connected to the side 25A so that the modulated video signal 104 is sent to the magnetic heads 13A, 13B and recorded on the magnetic tape 11 so that the six sections of each frame are recorded on six consecutive tracks, respectively.

Fig. 3 (a) stellt ein Spurmuster dar, das auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet ist. Da der Zylinder 12 so gesteuert wird, um drei Rotationen in einer Rahmenperiode des Eingangs-Video-Signals 101 zu durchlaufen, werden sechs Sektionen des modulierten Video-Signals eines Rahmens auf sechs Spuren jeweils aufgezeichnet. In jeder Spur werden die Spurpositions-Informationen (Spur-Nummern 1 bis 6) zusammen mit dem modulierten Video-Signal aufgezeichnet, um die Spurposition in dem Rahmen darzustellen. Alle zwei Spuren, die durch eine Spur zueinander beabstandet sind, die frei von dem Pilot-Signal ist, werden die Pilotsignale der ersten Frequenz f1 und der zweiten Frequenz f2 aufgezeichnet. Die Spur ohne das Pilot-Signal wird durch den Magnetkopf 13A aufgezeichnet und die Spur mit einer Pilotkomponenten wird durch den Magnetkopf 13B aufgezeichnet.Fig. 3 (a) shows a track pattern recorded on the magnetic tape 11. Since the cylinder 12 is controlled to make three rotations in one frame period of the input video signal 101, six sections of the modulated video signal of one frame are recorded on six tracks respectively. In each track, the track position information (track numbers 1 to 6) is recorded together with the modulated video signal to represent the track position in the frame. Every two tracks spaced apart by a track free from the pilot signal, the pilot signals of the first frequency f1 and the second frequency f2 are recorded. The track without the pilot signal is recorded by the magnetic head 13A and the track with a pilot component is recorded by the magnetic head 13B.

Ein spezifischeres Spurmuster ist in Fig. 4 dargestellt. Der Aufzeichnungs-Azimuth jeder Spur unterscheidet sich von jeder angrenzenden Spur: Das modulierte Video-Signal wird in Blöcke in jeder Spur unterteilt. Die Ziffern in dem Diagramm bezeichnen die Spurpositions-Informationen und A, B, C, D stellen Blockunterteilungen in der Spur dar. In dem Hochgeschwindigkeits-Playback werden zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein unterteilter Block in der Spur wiedergegeben wird, eine Demodulation und eine Dekompression ausgeführt, um in einer Position des Bilds, das durch den Block belegt werden soll, zu füllen, so daß ein kombiniertes Hochgeschwindigkeits-Playback-Videobild gebildet werden kann.A more specific track pattern is shown in Fig. 4. The recording azimuth of each track is different from each adjacent track: The modulated video signal is divided into blocks in each track. The numerals in the diagram indicate the track position information and A, B, C, D represent block divisions in the track. In the high-speed playback, at each time a divided block in the track is reproduced, demodulation and decompression are carried out to fill in a position of the picture to be occupied by the block, so that a combined high-speed playback video picture can be formed.

Die Betriebsweise, wenn der Modus von dem Hochgeschwindigkeits-Playback zu dem normalen Playback geändert wird, wird nachfolgend erläutert. In dem normalen Playback werden alle modulierten Video-Signale, die auf der Spur aufgezeichnet sind, akkurat wiedergegeben, und eine Bildwiedergabe mit einer hohen Präzision wird bewirkt. Die Zylindermotorsteuereinheit 14 steuert den Zylinder 12, um synchron zu dem Zylinderreferenzsignal 124 zu drehen, das durch den Referenzsignalgenerator 35 erzeugt ist. Der Referenzsignalgenerator 35 erzeugt, wenn wiedergegeben wird, das Rahmenreferenzsignal 122 einer spezifischen Frequenz und das Zylinderreferenzsignal 122, das eine Frequenz dreimal so hoch wie die spezifische Frequenz besitzt. Die Magnetköpfe 13A, 13B reproduzieren die modulierten Video-Signal, die auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet sind, und produzieren das durch den Kopf wiedergegebene Signal 105. Wenn wiedergegeben wird, wird der Umschaltschaltkreis des Umschaltteils 24 auf die Seite 25 B umgeschaltet und die Kopfausgabe wird als ein wiedergegebenes, moduliertes Signals 110 übertragen.The operation when the mode is changed from high-speed playback to normal playback is explained below. In normal playback, all modulated video signals recorded on the track are accurately reproduced, and image reproduction with high precision is effected. The cylinder motor control unit 14 controls the cylinder 12 to rotate in synchronism with the cylinder reference signal 124 generated by the reference signal generator 35. The reference signal generator 35 generates, when reproducing, the frame reference signal 122 of a specific frequency and the cylinder reference signal 122 having a frequency three times as high as the specific frequency. The magnetic heads 13A, 13B reproduce the modulated video signals recorded on the magnetic tape 11 and produce the head reproduced signal 105. When reproducing, the switching circuit of the switching part 24 is switched to the side 25B and the head output is transmitted as a reproduced modulated signal 110.

Die Spursteuereinheit 38 extrahiert die Pilotsignale, die in dem wiedergegebenen, modulierten Signal 110 enthalten sind, und eine Pegeldifferenz zwischen der Frequenzkomponenten f1 und der Frequenzkomponenten f2 wird als ein Spurfehlersignal für eine Spursteuerung erhalten. Um dieses Fehlersignal auf 0 zu bringen, wird die Drehung des Bandanstriebsmotors 15 durch die Spursteuereinheit 38 gesteuert. Das Spurfehlersignal wird alle zwei Spuren durch Erfassen der Größe der zwei Pilotsignalkomponenten erfaßt, die sich, als Kreuzkopplung, von den angrenzenden Spuren in das wiedergegebene, modulierte Signal, das durch den Magnetkopf 13A wiedergegeben ist, hineinmischen, der die Spur ohne aufgezeichnetes Pilot-Signal abtastet. Zu jedem Zeitpunkt nach einer Wiedergabe von zwei Spuren wird die Polarität der Differenz der Größe der Pilotsignale invertiert und die Größe der Pilotkomponenten der vorausgehenden Spur und die Größe der Pilotkomponenten der darauffolgenden Spur werden immer verglichen, um die Drehgeschwindigkeit des Bandantriebsrollenmotors 15 zu steuern. Das Intervall (Steuerperiode) von Verriegelungspositionen durch die Spursteuerung entspricht vier Spuren, gleich zu einem Zyklus eines Satzes Pilotsignale, die auf dem Band aufgezeichnet sind. Durch diese Betriebsweise tasten die Magnetköpfe 13A, 13B die an den Azimuth angepaßten Spuren akkurat ab.The tracking control unit 38 extracts the pilot signals included in the reproduced modulated signal 110, and a level difference between the frequency component f1 and the frequency component f2 is obtained as a tracking error signal for tracking control. To bring this error signal to 0, the rotation of the capstan motor 15 is controlled by the tracking control unit 38. The tracking error signal is detected every two tracks by detecting the magnitude of the two pilot signal components which mix, as crosstalk, from the adjacent tracks into the reproduced modulated signal reproduced by the magnetic head 13A which scans the track with no pilot signal recorded. At any time after reproduction of two tracks, the polarity of the difference in the magnitude of the pilot signals is inverted and the magnitude of the pilot components of the preceding track and the magnitude of the pilot components of the succeeding track are always compared to control the rotational speed of the capstan motor 15. The interval (control period) of locking positions by the track control corresponds to four tracks, equal to one cycle of a set of pilot signals recorded on the tape. By this operation, the magnetic heads 13A, 13B accurately scan the azimuth-matched tracks.

Das wiedergegebene, modulierte Signal 110 wird durch den Demodulator 31 demoduliert, um ein komprimiertes, wiedergegebenes Signal 111 zu erhalten. Der Demodulator 31 produziert ein Spurinformationssignal 120, das wiedergegebene Spurpositions-Informationen enthält, aus dem wiedergegebenen, modulierten Signal 110. Der Detektor 36 für die wiedergegebene Position erfaßt die wiedergegebene Spurposition aus dem Spurinformationssignal 120 und produziert ein Spurpositionssignal 121, das für die wiedergegebene Spurposition indikativ ist.The reproduced modulated signal 110 is demodulated by the demodulator 31 to obtain a compressed reproduced signal 111. The demodulator 31 produces a track information signal 120 which represents the reproduced containing track position information from the reproduced modulated signal 110. The reproduced position detector 36 detects the reproduced track position from the track information signal 120 and produces a track position signal 121 indicative of the reproduced track position.

Ein Detektor 37 für die relative Phase speichert das Spurpositionssignal 121 von dem Detektor 36 für die wiedergegebene Position in einem eingebauten Speicherregister zu der Erzeugungszeitabstimmung des Rahmenreferenzsignals 122 von dem Referenzsignalgenerator 35 und gibt den Wert des Signals, der in diesem Register gespeichert ist, als ein relatives Phasensignal entsprechend einer Phase der wiedergegebenen Spurposition relativ zu der Phase des Rahmenreferenzsignals 122 aus. Das relative Phasensignal 123 von dem Detektor 37 für die relative Phase wird zu einer Verzögerungszeit- Einstelleinrichtung 32 geschickt.A relative phase detector 37 stores the track position signal 121 from the reproduced position detector 36 in a built-in storage register at the generation timing of the frame reference signal 122 from the reference signal generator 35, and outputs the value of the signal stored in this register as a relative phase signal corresponding to a phase of the reproduced track position relative to the phase of the frame reference signal 122. The relative phase signal 123 from the relative phase detector 37 is sent to a delay time adjuster 32.

Die Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung 32, die zum Beispiel einen Randaom Access Memory aufweist, speichert das wiedergegebene, komprimierte Signal 111 in dem Speicher und verzögert das gespeicherte Signal geeignet, um ein verzögertes, wiedergegebenes Signal 112 zu produzieren. Die Verzögerungszeit der Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung 32 wird durch das relative Phasensignal 123 des Detektors 123 für die relative Phase eingestellt. In dem Beispiel in Fig. 3 wird die relative Phase der wiedergegebenen Spurposition (b) zu dem Rahmenreferenzsignal so erfaßt, daß es ein Wert entsprechend vier Spuren ist, und zwar durch den Detektor 32 für die relative Phase, und die Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung verzögert das komprimierte, wiedergegebene Signal um eine Verzögerungszeit entsprechend vier Spuren, um ein verzögertes, wiedergegebenes Signal zu produzieren. Als Folge werden die Rahmenphase, die durch die wiedergegebene Spurposition (d) des verzögerten, wiedergegebenen Signals angegeben ist, und das Rahmenferenzsignal (c) in der Phase angepaßt.The delay time setting means 32, which comprises, for example, a random access memory, stores the reproduced compressed signal 111 in the memory and delays the stored signal appropriately to produce a delayed reproduced signal 112. The delay time of the delay time setting means 32 is set by the relative phase signal 123 of the relative phase detector 123. In the example in Fig. 3, the relative phase of the reproduced track position (b) to the frame reference signal is detected to be a value corresponding to four tracks by the relative phase detector 32, and the delay time setting means delays the compressed reproduced signal by a delay time corresponding to four tracks to produce a delayed reproduced signal. As a result, the frame phase indicated by the reproduced track position (d) of the delayed reproduced signal and the frame reference signal (c) are adjusted in phase.

Der Dekompressor 33 empfängt das verzögerte, wiedergegebene Signal 112 und dekomprimiert es, um ein wiedergegebenes, digitales Video-Signal 113 zu erhalten. Der Dekompressor 33 empfängt auch das Rahmenreferenzsignal 122 und setzt ein vertikales Synchronisiersignal jedes Rahmens in das wiedergegebene, digitale Video-Signal 113 synchron zu der Zeitabstimmung des Rahmenreferenzsignals 122 (ein vertikales Synchronisiersignal jedes Felds wir auch erzeugt und eingesetzt) ein. Das wiedergegebene, digitale Video-Signal 113 wird in ein analoges Video-Signal 114 durch den DA-Wandler 35 gewandelt.The decompressor 33 receives the delayed reproduced signal 112 and decompresses it to obtain a reproduced digital video signal 113. The decompressor 33 also receives the frame reference signal 122 and inserts a vertical synchronizing signal of each frame into the reproduced digital video signal 113 in synchronization with the timing of the frame reference signal 122 (a vertical synchronizing signal of each field is also generated and inserted). The reproduced digital video signal 113 is converted into an analog video signal 114 by the DA converter 35.

Das Hochgeschwindigkeits-Playback wird als nächstes erläutert. Allgemein wird in dem digitalen VTR zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Video-Signals gefordert, daß die Rahmenfrequenz des Ausgangs-Video-Signals immer zu dem spezifischen Referenzwert angepaßt wird. Dies kommt daher, daß die vertikale Synchronisierfrequenz eines Fernsehmonitors auf einen spezifischen Wert fixiert ist. Ein anderer Vorteil ist derjenige, daß der Schaltkreisaufbau einer Eingabe und Ausgabe vereinfacht wird. In dem Hochgeschwindigkeits-Playback muß allerdings, um das wiedergegebene Signal von dem Magnetband 11 akkurat zu demodulieren, die Drehgeschwindigkeit des Zylinders 12 aus der Drehgeschwindigkeit beim Aufzeichnen in Abhängigkeit von der Bandlaufgeschwindigkeit geändert und korrigiert werden, so daß die Spurrichtungskomponente der relativen Geschwindigkeit jedes der Magnetköpfe 13A, 13B zu dem Band 11 gleich wie beim Aufzeichnen gehalten wird. Entsprechend wird die Drehung des Zylinders 12 in dem Hochgeschwindigkeits-Playback nicht zu dem Rahmenreferenzsignal 122 synchronisiert (und das Zylinderreferenzsignal 124 bei seiner Triplefrequenz) und die Phasenbeziehung der zwei ist instabil. Bei dem Hochgeschwindigkeits-Playback wird, da der Magnetkopf die Spuren kreuzt, das wiedergegebene Signal auf einer Basis Block für Block demoduliert und dekomprimiert, und die Video-Informationen jedes akkurat wiedergegebenen Blocks werden in eine entsprechende Position eines Gesamtbild-Bildschirms eingepaßt, um ein Hochgeschwindigkeits-Playback-Bild zu erhalten. In den Teilen, die erforderlich sind, um unterschiedlich in den Aufzeichnungs-, Wiedergabe- und Hochgeschwindigkeits-Playback-Moden zu arbeiten (zum Beispiel Referenzsignalgenerator 35, Spursteuereinheit 38, Zylindermotorsteuereinheit 14 und Umschaltteil 24), wird ein Modus-Umschaltsignal 125 dort von einer Systemsteuereinheit 39 zugeführt.The high-speed playback will be explained next. Generally, in the digital VTR for recording and reproducing a video signal, it is required that the frame frequency of the output video signal is always adjusted to the specific reference value. This is because the vertical synchronizing frequency of a television monitor is fixed to a specific value. Another advantage is that the circuit construction of input and output is simplified. In the high-speed playback, however, in order to accurately demodulate the reproduced signal from the magnetic tape 11, the rotational speed of the cylinder 12 must be changed and corrected from the rotational speed at the time of recording depending on the tape running speed so that the track direction component of the relative speed of each of the magnetic heads 13A, 13B to the tape 11 is kept the same as at the time of recording. Accordingly, the rotation of the cylinder 12 in the high-speed playback is not synchronized with the frame reference signal 122 (and the cylinder reference signal 124 at its triple frequency) and the phase relationship of the two is unstable. In the high-speed playback, as the magnetic head crosses the tracks, the reproduced signal is demodulated and decompressed on a block-by-block basis, and the video information of each accurately reproduced block is fitted into a corresponding position of an entire picture screen to obtain a high-speed playback picture. In the parts required to operate differently in the recording, reproducing and high-speed playback modes (for example, reference signal generator 35, track control unit 38, cylinder motor control unit 14 and switching part 24), a mode switching signal 125 is supplied thereto from a system control unit 39.

Die vorteilhaften Effekte des Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegeräts der Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Wenn von dem Hochgeschwindigkeits- Playback-Modus zu dem normalen Playback-Modus umgeschaltet wird, wird der Zylinder 12 so gesteuert, um synchron zu dem Zylinderreferenzsignal 124 zu drehen, und zwar von dem Referenzsignalgenerator 35. Durch die Pilotsignale, die in den wiedergegebenen, modulierten Signalen 110 enthalten sind, die von den Magnetköpfen 13A, 13B wiedergegeben sind, steuert die Spursteuereinheit 38 die Drehung der Bandantriebsrolle, um den Lauf des Magnetbands 11 zu steuern. Als Folge werden die Magnetköpfe 13A, 13B beim Spuren so gesteuert, um sequentiell die Spuren wiederzugeben, die dazu im Azimuth angepaßt sind. Der Satz zweier Pilotsignale, die zum Spuren verwendet werden, wird unter einer Periode von vier Spuren wiederholt, während das komprimierte Video-Signal durch Dividieren der Gruppeneinheit eines Rahmens in sechs Spuren aufgezeichnet wird (das bedeutet die Zahl der Spuren N pro Gruppeneinheit > Steuerperiode). Deshalb kann sich in dem stabilen Einziehzustand einer Spurung die erwünschte, wiedergegebene Spurposition nicht immer in der Zeitabstimmung dem Rahmenreferenzsignal 122 anpassen. Zum Beispiel kann es, wie in Fig. 3 dargestellt ist, aufreten, daß eine Synchronisierung mit einer relativen Phasendifferenz von vier Spuren fortschreitet. In dem digitalen VTR der Ausführungsform wird, falls eine solche relative Phasendifferenz aufgrund einer Modusändeurng auftritt, die relative Position der wiedergegebenen Spur relativ zu dem Rahmenreferenzsignal 122 durch den Detektor 37 für die relative Position erfaßt und die Verzögerungszeit der Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung 32 kann prompt und akkurat in Abhängigkeit von der erfaßten, relativen Phase eingestellt werden. Als Folge wird die Übertragungszeit von dem Hochgeschwindigkeits-Playback- Modus zu dem normalen Playback-Modus merkbar verkürzt und die Steuerbarkeit als ein Digital-Signal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät wird signifikant erhöht.The advantageous effects of the digital signal recording and reproducing apparatus of the invention will be described below. When switching from the high-speed playback mode to the normal playback mode, the cylinder 12 is controlled to rotate in synchronism with the cylinder reference signal 124 from the reference signal generator 35. By the pilot signals included in the reproduced modulated signals 110 output from the magnetic heads 13A, 13B are reproduced, the tracking control unit 38 controls the rotation of the capstan to control the travel of the magnetic tape 11. As a result, the magnetic heads 13A, 13B are controlled in tracking so as to sequentially reproduce the tracks which are matched thereto in azimuth. The set of two pilot signals used for tracking is repeated at a period of four tracks while the compressed video signal is recorded by dividing the group unit of one frame into six tracks (that is, the number of tracks N per group unit > control period). Therefore, in the stable pull-in state of tracking, the desired reproduced track position may not always match in timing with the frame reference signal 122. For example, as shown in Fig. 3, it may occur that synchronization proceeds with a relative phase difference of four tracks. In the digital VTR of the embodiment, if such a relative phase difference occurs due to a mode change, the relative position of the reproduced track relative to the frame reference signal 122 is detected by the relative position detector 37, and the delay time of the delay time setting means 32 can be promptly and accurately adjusted in accordance with the detected relative phase. As a result, the transfer time from the high-speed playback mode to the normal playback mode is remarkably shortened and the controllability as a digital signal recording and reproducing apparatus is significantly increased.

Daneben erfordert die Spurung zum Steuern eines Bandlaufs keine Zeitabstimmungsanpassungsaktion zu dem Referenzrahmensignal 122. Demzufolge wird die Spurungssteuerung extrem vereinfacht.Besides, the tracking for controlling tape travel does not require a timing adjustment action to the reference frame signal 122. Consequently, the tracking control is extremely simplified.

Weiterhin sind, da die Verzögerungszeiteinstelleinrichtung 32 so aufgebaut ist, um das kompirmierte, wiedergegebene Signal 111 zu verzögern, die Video-Informationen innerhalb der Verzögerungszeit in der Menge gering, so daß die Speichergröße, die in der Verzögerungszeiteinstelleinrichtung 32 erforderlich ist, merkbar verringert werden kann.Furthermore, since the delay time setting means 32 is constructed to delay the compressed reproduced signal 111, the video information within the delay time is small in amount, so that the memory size required in the delay time setting means 32 can be remarkably reduced.

In der vorstehenden Ausführungsform wird die Spurungssteuerung durch Wiedergeben der im Multiplexverfahren verarbeitetenden Pilotsignale, die auf den Spuren aufgezeichnet sind, bewirkt, allerdings ist die Erfindung nicht auf einen solchen Fall alleine begrenzt. Zum Beispiel kann eine Spurungssteuerung durch partielles Aufzeichnen von Pilotsignalen in einer spezifischen Position auf der Spur oder unter Verwendung des Steuersignals, das in einer linearen Spur aufgezeichnet ist, bewirkt werden.In the above embodiment, the tracking control is effected by reproducing the multiplexed pilot signals recorded on the tracks, but the invention is not limited to such a case alone. For example, tracking control can be effected by partially recording pilot signals at a specific position on the track or by using the control signal recorded in a linear track.

Die Gruppeneinheit zum Komprimieren und Dividieren ist nicht auf einen Rahmen beschränkt, sondern kann aus einer Mehrzahl von Rahmen bzw. Einzelbildern zusammengesetzt sein.The group unit for compression and division is not limited to one frame, but can be composed of a plurality of frames or individual images.

In der vorstehenden Ausführungsform wird der Modus-Übergang von dem Hochgeschwindigkeits-Playback zum dem normalen Playback beschrieben, allerdings ist die Erfindung nicht auf diesen Fall alleine beschränkt. Dieselben exzellenten Effekte werden auch in dem Modus-Übergang von dem langsamen Playback zu einem Ruhe-Playback oder einem Freeze-Modus zu dem normalen Playback-Modus erhalten.In the above embodiment, the mode transition from the high-speed playback to the normal playback is described, but the invention is not limited to this case alone. The same excellent effects are also obtained in the mode transition from the slow playback to a quiet playback or a freeze mode to the normal playback mode.

Claims (5)

1. Digital-Signal-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Video-Signals (101), wobei jede Gruppeneinheit davon digitalisiert wird, in der Informationsmenge komprimiert wird und in N-Spuren, wobei N ein ganzzahliges von 4 oder mehr ist, eines Aufzeichnungsmediums (11) unterteilt wird, das aufweist:1. A digital signal recording and reproducing apparatus for recording and reproducing a video signal (101), each group unit of which is digitized, compressed in information amount and divided into N tracks, where N is an integer of 4 or more, of a recording medium (11), comprising: einen Kopf (13A, 13B) zum Aufzeichnen eines komprimierten, digitalen Video-Signals auf dem Aufzeichnungsmedium (11) und zum Wiedergeben des aufgezeichneten Signals;a head (13A, 13B) for recording a compressed digital video signal on the recording medium (11) and for reproducing the recorded signal; eine Spurungssteuereinrichtung (38) zum Steuern einer Spurung des Kopfs auf einer Spur, wenn wiedergegeben wird;tracking control means (38) for controlling tracking of the head on a track when reproducing; eine Erfassungseinrichtung (36) für die wiedergegebene Position zum Erfassen einer wiedergegebenen Spurposition innerhalb einer Gruppeneinheit von einem wiedergegebenen Signal (120) von dem Kopf und zum Erzeugen eines wiedergegebenen Spurpositionssignals (121), das die wiedergegebene Spurposition, die erfaßt worden ist, anzeigt;reproduced position detecting means (36) for detecting a reproduced track position within a group unit from a reproduced signal (120) from the head and generating a reproduced track position signal (121) indicative of the reproduced track position that has been detected; eine Erfassungseinrichtung (37) für die relative Phase zum Erfassen einer relativen Phase des wiedergebenen Spurpositionssignals zu einem Referenzsignal;relative phase detecting means (37) for detecting a relative phase of the reproduced track position signal to a reference signal; eine Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung (32) zum Verzögern des wiedergegebenen Signals auf der Basis der relativen Phase, die durch die Erfassungseinrichtung für die relative Phase erfaßt ist, um ein verzögertes, wiedergegebenes Signal zu erhalten; unda delay time setting means (32) for delaying the reproduced signal on the basis of the relative phase detected by the relative phase detecting means to obtain a delayed reproduced signal; and eine Dekomprimiereinrichtung (33) zum Dekomprimieren des verzögerten, wiedergegebenen Signals von der Verzögerungszeit-Einstelleinrichtung, um ein wiedergegebenes Video-Signal (113, 114) zu erhalten.decompressing means (33) for decompressing the delayed reproduced signal from the delay time setting means to obtain a reproduced video signal (113, 114). 2. Gerät nach Anspruch 1, wobei ein Pilotsignal auf den Spuren aufgezeichnet wird und die Spurungssteuereinrichtung (38) eine Spurungssteuerung unter Verwendung des Pilotsignals durchführt.2. An apparatus according to claim 1, wherein a pilot signal is recorded on the tracks and the tracking control means (38) performs tracking control using the pilot signal. 3. Gerät nach Anspruch 2, wobei das Pilotsignal Signale einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz aufweist, die alternierend auf jeden zwei Spuren aufgezeichnet sind.3. An apparatus according to claim 2, wherein the pilot signal comprises signals of a first frequency and a second frequency alternately recorded on every two tracks. 4. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Spurungssteuereinrichtung eine Spurungssteuerung unter Steuern einer Drehgeschwindigkeit einer Bandantriebsspule (16) auf der Basis eines Spurungsfehlersignals, das von dem Pilot-Signal erhalten ist, das auf den Spuren aufgezeichnet ist, durchführt.4. An apparatus according to claim 2, wherein said tracking control means performs tracking control by controlling a rotational speed of a capstan (16) on the basis of a tracking error signal obtained from the pilot signal recorded on the tracks. 5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Steuerperiode der Spurungssteuereinrichtung (38) kleiner als N Spuren ist.5. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein a control period of the tracking control means (38) is less than N tracks.